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Das Fraunhofer-Institut für Optik und Präzisionstechnik(IOF)는 Bereichen Photonik, Präzision und optische Technologien의 Spitze der Spitzenforschung 및 혁신을 담당하고 있습니다. Fraunhofer IOF befindet sich in Jena, Deutschland, einem Zentrum für optische Wissenschaften, und hat sich auf die Entwicklung fortschrittlicher Lösungen für industrielle, wissenschaftliche und wissenschaftliche Herausforderungen spezialisiert. Mit dem Fokus auf interdisziplinäre Zusammenarbeit zeichnet sich das Institut durch die Entwicklung kundenspezifischer optischer Systeme, Laser und Messlösungen aus, die Maßstäbe in Bezug auf Effizienz, Präzision und Skalierbarkeit setzen. Als Teil der bekannten Fraunhofer Society überbrückt der IOF die Lücke zwischen akademischer Forschung und industrieller Anwendung und treibt den technologischen Fortschritt voran und fördert das Wirtschaftswachstum weltweit.

friedrich Möller, Wissenschaftler in der Laser- und Fasertechnologieabteilung des Instituts, konzentriert sich auf die Skalierung von Laser Hochleistungslasersystemen. Er und seine Kollegen haben Laser entwickelt, die auf툴륨(Tm)-dotierten Fasernbasieren, die im Allgemeinen die Emission von Licht im Spektralbereich von 1850-2100 nm ermöglichen und so erhebliche Vorteile für Anwendungen bieten, die so vielfältig sind wie medizinische Verfahren, die Polymerbearbeitung bis hin zur Freiraumkommunikation.

Die Herausforderung

Tm-dotierte Faserlaser bieten erhebliche Vorteile für eine Reihe von Anwendungen.  Allerdings ist die Skalierung der durchschnittlichen Ausgangsleistung dieser Laser eine anhaltende Herausforderung geblieben.

Tm-dotierte Faserlaser, die typischerweise bei 790 nm gepumpt werden, erzeugen erhebliche thermische Belastungen während des Betriebs. Diese Wärme beeinträchtigt die Führungseigenschaften der Faser는 TMI(Transversaler Modenstabilität) 및 potenziellen Faserschäden führt였습니다. Seit fast einem Jahrzehnt begrenzen diese 문제는 Ausgangsleistung von Tm-dotierten Faserlasern mit nahezu Beugung auf etwa 1 kW입니다. Durchbrechen dieser Leistungsgrenze bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung der Strahlqualität und Betriebseffizienz stellte eine entscheidende Herausforderung für die Weiterentwicklung der Technologie dar.

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Um die Einschränkungen der Leistungsskalierung zu überwinden, 혁신적인 Strategie zur Wärmesteuerung und neuartige Hochleistungs-Optiken entwickelt werden, die alle eine hervorragende Strahlqualität aufrechterhalten. Die Lösung umfasste die Entwicklung eines Dual-Gating-Spektralstrahlkombinationssystems(SBC), das die Leistung mehrerer leistungsstarker Tm-dotierter Faserverstärker integrieren kann.

Der Ansatz konzentrierte sich auf drei individuell entwickelte Tm-dotierte Faserverstärker der kW-Klasse, die jeweils mit bestimmten Wellenlängen arbeiten, die für eine hohe atmosphärische Übertragung optimiert sind. Diese Verstärker umfasstendie NuTDF LMA-TDF-25P/400-M-Fasern von 바카라 카지노, die für einen hocheffizienten Betrieb entwickelt wurden. LMA-TDF-25P

Eine Dual-Gating-Konfiguration für die Strahlkombination minimierte die Anforderungen and die Laser, um eine nahezu Beugung Strahlqualität zu gewährleisten. Kern des SBC-Systems는 독일 예나에 있는 Fraunhofer 광학 및 정밀 공학 연구소(IOF)의 새로운 Reflexionsgitter를 경고합니다. Diese Gitter, die für zufällige Eingangspoleisationen entwickelt wurden, erreichten eine Beugung von über 94% und ermöglichen eine präzise spektrale Strahlkombination mit einer Gesamtkombinationseffizienz von 90%.

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Die Implementierung dieses fortschrittlichen SBC-Systems führte zu bahnbrechenden Ergebnissen:

• Rekordbrechende Ausgangsleistung: Die kombinierte Ausgangsleistung erreichte 1,91 kW, was einen wichtigen Meilenstein bei derLeistung des Tm-dotierten Faserlaser darstellt.

• Hohe Strahlqualität und -effizienz: Jeder Verstärker lieferte TMI-free Single-Mode-Ausgangsleistungen von mehr als 700 W, mit Verstärkungseffizienzen von etwa 60% und spektralen Linienbreiten unter 115 pm.

• Skalierbarkeit: Das Dual-Gating-System은 Skalierbarkeitspotenzial von mehr als 20 kW durchschnittlicher Ausgangsleistung auf에 있습니다. Die thermischen Leistungskennzahlen zeigten eine geringe thermische Neigung von 6,8 K/kW am Kombinationsgitter, was seine Eignung für anspruchsvolle Hochleistungsanwendungen unterstreicht.

Diese Errungenschaft schafft einen klaren Weg für weitere Fortschritte in der Tm-dotierten Lasertechnologie und eröffnet Möglichkeiten für ihren Einsatz in medizinischen, industriellen und Verteidigungssystemen der nächsten Generation, die hohe Leistung und außergewöhnliche Strahlqualität erfordern.

참조:

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